王 曼

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安川變頻器常見故障及維修對(duì)策

王 曼

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針對(duì)安川變頻器的常見故障，結(jié)合多年運(yùn)行實(shí)踐及維修經(jīng)驗(yàn)，分析了發(fā)生故障的原因，提出了維修對(duì)策, 對(duì)確保安全生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、培養(yǎng)高素質(zhì)的港口設(shè)備維護(hù)隊(duì)伍具有指導(dǎo)價(jià)值。

變頻器; 港口設(shè)備； 常見故障； 維修對(duì)策

1 引言

隨著現(xiàn)代化控制理論的發(fā)展及計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，港口電氣設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化控制，不僅顯著地提高了港口設(shè)備的裝卸性能，簡(jiǎn)化了控制線路和日常維護(hù)工作，同時(shí)也增加了港口設(shè)備維護(hù)的技術(shù)含量。擁有一支高素質(zhì)的港口設(shè)備維護(hù)隊(duì)伍，是確保港口設(shè)備裝卸能力的關(guān)鍵。設(shè)備維護(hù)人員必須了解這些設(shè)備的常見故障，特別是變頻器這種關(guān)鍵控制元件的常見故障，以便日常工作中能及時(shí)、快捷、順利地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、檢查、故障排除。

2 安川變頻器常見故障分析

某公司現(xiàn)有10臺(tái)岸橋，其中有6臺(tái)使用了安川變頻器，鎮(zhèn)流器采用的是Yaskawa Varispeed 656DC5,起升機(jī)構(gòu)和大車機(jī)構(gòu)共用2套Yaskawa Varispeed 676H5變頻器，俯仰機(jī)構(gòu)和小車機(jī)構(gòu)共用1套Yaskawa Varispeed 676H5變頻器。安川變頻器自身有完善的監(jiān)測(cè)保護(hù)程序，能根據(jù)電機(jī)參數(shù)判斷出電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的異常，自動(dòng)記錄發(fā)生異常時(shí)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)及變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)(電流、電壓、頻率、功率、輸入輸出端子狀態(tài)等)，便于維修人員判斷分析故障[1]。變頻器發(fā)生故障時(shí)，首先查詢、閱讀故障信息，根據(jù)故障信息找到故障單元，檢查故障單元元器件的好壞，更換或替代故障元件，從而快速排除故障[2]。常見故障及解決方法如下：

(1)過電流，顯示字符:OC。跳閘原因是輸出端UVW短路，負(fù)載過大，加/減速時(shí)間設(shè)定不正確或轉(zhuǎn)矩提升量不合理，造成過電流或主回路模塊過熱。檢查電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)有無(wú)短路，電動(dòng)機(jī)繞組是否對(duì)地、相間短路，變頻器至電動(dòng)機(jī)的電纜是否對(duì)地或相間短路，適當(dāng)減小負(fù)荷，重新設(shè)定加減速時(shí)間和轉(zhuǎn)矩提升量。如果斷開負(fù)載，變頻器還是過流故障，說(shuō)明變頻器逆變電路故障，檢查逆變電路IGBT模塊的好壞，更換故障模塊。

(2)過電壓，顯示字符:OV。跳閘原因是直流母線產(chǎn)生過電壓，電源電壓不在規(guī)定的范圍內(nèi)，主回路直流電壓過高，加/減速時(shí)間設(shè)定不正確。應(yīng)適當(dāng)減小負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，如果OV是在突卸負(fù)載時(shí)動(dòng)作，就要考慮增設(shè)制動(dòng)單元，使濾波電容上的電壓不致因充電而升得過快。用萬(wàn)用表檢查輸入電源電壓，看輸入電壓是否在允許范圍內(nèi)，是否存在輸入電壓過高的問題；檢查取樣反饋回路有無(wú)故障，檢查變頻器內(nèi)部相應(yīng)參數(shù)設(shè)置，電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩是否設(shè)置太高，如果太高，進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

(3)欠電壓，顯示字符:UV。說(shuō)明變頻器電源輸入部分有問題，供電電路有器件故障或連接不良, 同一電源系統(tǒng)中有啟動(dòng)電流大的負(fù)載，操作順序不當(dāng)。

(4)過載，顯示字符:OL。過載故障包括變頻器過載和電機(jī)過載。可能是加速時(shí)間太短、直流制動(dòng)量過大、電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等原因引起的。一般可通過延長(zhǎng)加速時(shí)間、延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等方法消除。負(fù)載過重，可能是所選的電機(jī)和變頻器不能拖動(dòng)該負(fù)載，也可能是由于機(jī)械潤(rùn)滑不良引起。前者必須更換大功率的電機(jī)和變頻器；后者則要對(duì)負(fù)載設(shè)備進(jìn)行檢修，加強(qiáng)潤(rùn)滑維護(hù)。

(5)過熱，顯示字符:OH。如電動(dòng)機(jī)有溫度檢測(cè)裝置，檢查電動(dòng)機(jī)的散熱情況；變頻器溫度過高, 檢查變頻器的通風(fēng)情況, 風(fēng)扇電源連接是否正常，接頭是否松脫，電機(jī)有無(wú)反轉(zhuǎn)；風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械噪聲是否過大，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是否偏慢，如果出現(xiàn)此種情況，停機(jī)后用手試轉(zhuǎn)，看其軸承轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，有無(wú)機(jī)械卡死或雜音，如有則及時(shí)更換軸承；環(huán)境溫度是否過高(高于40 ℃)，房間門窗是否過于嚴(yán)實(shí)，致使房間整體通風(fēng)量不夠，熱量不易散發(fā)，此時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)通風(fēng)，改善周圍環(huán)境溫度，有條件的可采用側(cè)墻底部進(jìn)風(fēng)，房屋頂部排風(fēng)的方式，以加強(qiáng)空氣對(duì)流。

(6)PG開路，顯示字符:PGO。在變頻器閉環(huán)控制時(shí)，編碼器的讀出的速度不能反饋到變頻器上就會(huì)報(bào)此故障，這時(shí)U1-05沒有速度反饋值。導(dǎo)致此故障主要原因有：編碼器到PG卡的線斷接、PG卡的接線錯(cuò)誤、編碼器損壞。應(yīng)重新接線，或更換編碼器、PG卡。

(7)接地故障，顯示字符：GF。變頻器報(bào)接地故障，應(yīng)該檢查變頻器輸出電纜和電機(jī)是否絕緣，若電機(jī)損壞、電機(jī)對(duì)地短路，更換電機(jī)即可。

3 其他故障

以上是一些常見故障的解決方法，下面介紹變頻器的各個(gè)部件損壞會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象。

(1)主控板損壞?？赡軐?dǎo)致操作面板沒有顯示，電機(jī)的動(dòng)作遲鈍，動(dòng)作中出現(xiàn)抖動(dòng)，或者沒有動(dòng)作。外部指令不能接受，多功能輸入信號(hào)沒有顯示(U1-10沒有變化)。

(2)驅(qū)動(dòng)板損壞。會(huì)導(dǎo)致電機(jī)控制時(shí)無(wú)動(dòng)作，或者電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)抖動(dòng)很厲害。這種情況變頻器有時(shí)不報(bào)任何故障，可將驅(qū)動(dòng)板拆下，用萬(wàn)用表的歐姆檔檢測(cè)IGBT的門機(jī)觸發(fā)極給定端，檢查各個(gè)端的電阻是否平衡，如果出現(xiàn)100 Ω 以上的差別，說(shuō)明觸發(fā)電路已經(jīng)有元件損壞，需要更換驅(qū)動(dòng)板。

(3)IGBT、保險(xiǎn)燒壞。變頻器會(huì)報(bào)PUF故障。每次IGBT燒壞后，至少有一個(gè)保險(xiǎn)燒壞，應(yīng)先更換保險(xiǎn)，再按照第2條檢查驅(qū)動(dòng)板。維修好后上電運(yùn)行前注意觀察歷史故障(可能歷史故障主要為OC，OL2，OV)及啟動(dòng)電流和直流母線電壓的最高值和最低值，按照需要對(duì)參數(shù)重新調(diào)整。如果是開環(huán)控制，有時(shí)需要對(duì)電機(jī)做一個(gè)靜態(tài)自學(xué)習(xí)。

(4)啟動(dòng)電阻損壞。會(huì)出現(xiàn)直流母線上的接觸器不吸合，控制面板無(wú)顯示，在上電的時(shí)候聽不到接觸器吸合的聲音。更換了啟動(dòng)電阻后還應(yīng)注意檢查制動(dòng)單元是否有短路、對(duì)地短接的現(xiàn)象。

(5)制動(dòng)單元燒壞。變頻器報(bào)OV故障，并且電機(jī)在減速和停止的過程中制動(dòng)單元上的紅色二極管指示燈不閃爍?？蓪⒅苿?dòng)單元拆開，測(cè)量里面的保險(xiǎn)是否已經(jīng)燒斷，制動(dòng)斬波的IGBT是否已經(jīng)被擊穿。具體方法為，用萬(wàn)用表的二極管檔分別將紅黑表筆接IGBT上的E，C兩端，如果都為接通狀態(tài)，說(shuō)明IGBT已經(jīng)被擊穿，保險(xiǎn)肯定也被燒壞。更換制動(dòng)單元之前，要注意檢查控制柜到制動(dòng)電阻箱之間的線是否有短路、斷路、對(duì)地短接的現(xiàn)象，先將外部原因查清楚后再上電[3]。

4 檢修及部件更換

在變頻器的使用過程中，對(duì)變頻器的日常檢查和定期維護(hù)是不可缺少的。變頻器日常檢修內(nèi)容見表1，部件更換周期見表2。如果使用合理、維護(hù)得當(dāng)、處理故障及時(shí)，就能夠延長(zhǎng)變頻器的使用壽命，保證長(zhǎng)期安全生產(chǎn)，從而減少因變頻器突發(fā)故障而造成的停產(chǎn)損失。

表1 變頻器日常檢修內(nèi)容

表2 變頻器部件更換周期

注：運(yùn)行條件如下： 環(huán)境溫度：年平均30℃；負(fù)載系數(shù)：≤80%；運(yùn)行時(shí)間：每天≤12 h

5 結(jié)語(yǔ)

電氣系統(tǒng)中可能有許多故障發(fā)生，這就需要維修人員在熟悉產(chǎn)品性能和控制原理的基礎(chǔ)上，分析查找并排除故障，確保安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

[1] 安川變頻器VARISPEED-686CR5使用手冊(cè)[Z].

[2] 安川G7變頻器培訓(xùn)手冊(cè)[Z].

[3] 黎明森,黃有方.現(xiàn)代港口電氣自動(dòng)化工程技術(shù)手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4] 楊子旭.港口起重機(jī)安川變頻器故障分析[J].港口裝卸,2015(2):15-17.

王曼: 南京市棲霞區(qū)龍?zhí)督值例執(zhí)段锪鲌@區(qū)1-2號(hào)

Common Faults and Maintenance of the Yasakawa Inverter

Wang Man

Longtan Container Co.，Ltd., Nanjing port

The reason of common faults of the Yasakawa inverter is analyzed and the maintenance countermeasure is proposed with many years of operation practice and repair experience. It is really useful on ensuring life safety, increasing production efficiency and culturing port equipment maintainers with high quality.

inverter ；port equipment; common faults; maintenance countermeasure

2016-07-07

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.06.014